(57)【要約】【課題】可撓性部材の寿命を簡便且つ適切に判断する。【解決手段】医療用マニピュレータ１０は、モータ４０ａ〜４０ｃを備えたアクチュエータブロック３０と、アクチュエータブロック３０に着脱自在でモータ４０ａ〜４０ｃの回転軸に接続されるプーリ５０ａ〜５０ｃを備える接続部１５と、接続部１５から延在する連結シャフト４８の先端に設けられ、ワイヤ５４ａ〜５４ｃを介してプーリ５０ａ〜５０ｃに連動する先端動作部１２と、モータ４０ａ〜４０ｃのトルクＴを検出する電流センサ１１８と、コントローラ２７とを有する。コントローラ２７は、トルクＴと駆動力閾値Ａ１、Ａ２とを比較し、トルクＴが駆動力閾値Ａ１、Ａ２を超える部分について過トルク積算値Ｘを求め、過トルク積算値Ｘが第１積算閾値Ｂ１及び第２積算閾値Ｂ２を超えたときに所定の対応処理を行う。【選択図】図１２
2010022416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを備えたアクチュエータ部と、
前記アクチュエータ部に着脱自在で前記モータの回転軸に接続される回転体を備える接続部と、
前記接続部から延在する連結シャフトの先端に設けられ、可撓性部材を介して前記回転体に連動する先端動作部と、
前記モータの駆動力を検出する駆動力検出部と、
前記駆動力検出部から得られる前記駆動力と駆動力閾値とを比較し、前記駆動力が前記駆動力閾値を超える箇所について超過量の積算値を求め、該積算値が積算閾値を超えたときに所定の対応処理を行う制御部と、
を有することを特徴とする医療用マニピュレータ。
【請求項２】
請求項１記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記作業部は、前記積算値を保持する不揮発性記憶部を備え、
前記制御部は、前記アクチュエータ部に前記作業部が装着されたときに前記不揮発性記憶部から前記積算値を読み出し、読み出した該積算値を基準にして積算をさらに行い、積算した結果を所定のタイミングで前記不揮発性記憶部に記録することを特徴とする医療用マニピュレータ。
【請求項３】
請求項２記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記所定のタイミングは、前記先端動作部を基準姿勢に自動的に戻して停止させる処理に対応していることを特徴とする医療用マニピュレータ。
【請求項４】
請求項１記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記作業部は、固体識別用の個体信号を保持するＩＤ保持部を備え、
前記アクチュエータ部は、該ＩＤ保持部の前記個体信号を認識し前記制御部へ供給するＩＤ認識部を備え、
前記制御部は、前記積算値を前記個体信号毎に区別して保持する不揮発性記憶部を備え、前記アクチュエータ部に前記作業部が装着されたときに前記ＩＤ認識部から前記個体信号を読み出し、読み出した該個体信号に対応する積算値を不揮発性記憶部から読み出して積算を行い、積算した結果を所定のタイミングで前記不揮発性記憶部に記録することを特徴とする医療用マニピュレータ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記の対応処理は、警報を発生させる処理であることを特徴とする医療用マニピュレータ。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記積算閾値として、第１積算閾値と、該第１積算閾値より大きい第２積算閾値が設けられ、
前記制御部は、前記積算値が前記第１積算閾値を超えたときに第１警報を発生させ、前記積算値が前記第２閾値を超えたときに第２警報を発生させることを特徴とする医療用マニピュレータ。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記の対応処理は、前記先端動作部を基準姿勢に自動的に戻して停止させる処理であることを特徴とする医療用マニピュレータ。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記積算閾値として、第１積算閾値と、該第１積算閾値より大きい第２積算閾値が設けられ、
前記制御部は、前記積算値が前記第１積算閾値を超えたときに警報を発生させ、前記積算値が前記第２閾値を超えたときに前記先端動作部を基準姿勢に戻して停止させることを特徴とする医療用マニピュレータ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記駆動力閾値として、プラス及びマイナスの値が設けられ、
前記制御部は、前記積算値がプラス及びマイナスの前記基準値を超える部分について、その絶対値の積算値を求めることを特徴とする医療用マニピュレータ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の医療用マニピュレータにおいて、
前記可撓性部材は、ワイヤであることを特徴とする医療用マニピュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御部からモータを駆動することにより、可撓性部材を介して連結シャフトの先端に設けられた先端動作部を駆動する医療用マニピュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡下外科手術（又は腹腔鏡下手術とも呼ばれる。）においては、患者の腹部等に複数の孔を開け、器具の通過ポートとしてトラカール（筒状の器具）を挿入した後、シャフトを有する鉗子の先端部をトラカールを通じて体腔内に挿入して患部の手術を行っている。鉗子の先端部には、作業部として、生体組織を把持するためのグリッパや、鋏、電気メスのブレード等が取り付けられている。
【０００３】
鉗子による内視鏡下外科手術は、作業空間である体腔内が狭くしかもトラカールを支点として鉗子を操作するため、一定のトレーニングが必要となる。また、従来使用されている鉗子では先端の作業部に関節が無いため、自由度が小さく、先端動作部はシャフトの延長線上での動作しか行うことができない。従って、通常のトレーニングで実施可能な症例には限度があり、他の様々な症例に対して適用するためには相当に高度なトレーニング及び習熟が必要になる。
【０００４】
このような観点から、従来の鉗子を改良し、作業部に複数の関節を有する鉗子の開発が行われている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のマニピュレータは、人手によって操作される操作部と、操作部に対して交換自在に着脱される作業部とから構成される。このようなマニピュレータでは、従来の鉗子のような制約や不自由がなく、手技が容易となり、適用可能な症例が多くなり、また、作業部の種類を交換することにより種々の手技に対応することができる。
【０００５】
一方、このようなマニピュレータをロボットアームにより駆動する医療用ロボットシステムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１０５４５１号公報
【特許文献２】米国特許第６３３１１８１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、医療用マニピュレータにおける作業部は操作部に対して交換自在に構成されることがある。これにより、手技に応じた種々の型式のものを装着することができ、手技の終了後には作業部だけを洗浄することができ、さらには、作業部だけを定期的に新しい物に交換して十分な信頼性を確保することができる。すなわち、操作部は多くの電気部品が設けられていて比較的コスト高であるため可及的に長く使用可能であることが望ましいが、作業部については弱電部品がなく廉価であり、しかも体腔内で先端動作部が動作をして負荷を受けることから機械的寿命や、蒸気及び熱による洗浄時のダメージ等を考慮して適度な時期に新しい物に交換することが望ましいのである。このように、作業部は定期的に新しい物に交換することが前提となっており、適度な寿命があればよいのであって、過度に高強度である必要はない。
【０００８】
一方、作業部は、アクチュエータ部に接続する接続部と、該接続部から延在する連結シャフトとを有しており、先端動作部は該連結シャフトの先端に設けられ、接続部のプーリに巻き掛けられた複数のワイヤ等の可撓性部材に連動する。これらの可撓性部材は、往復動作に応じてプーリに巻きかけられる円弧状態と、プーリから離間した直線状態とを繰り返すことになり、繰り返しの曲げ応力を受けることから、作業部の構成要素の中でも寿命が比較的短くなる。したがって、作業部の寿命を決定する上で、これらの可撓性部材の寿命を考慮することが好適であり、例えば、使用回数、使用時間、耐久年数等の他の要因からは寿命に達していない場合であっても、可撓性部材が寿命に達したときには、その作業部は交換することが望ましい。
【０００９】
ところが、可撓性部材の寿命は、操作方法や手技によって相当に異なる場合があって、自動的な検出が困難であり、目視等による外観判断に頼るしかない。
【００１０】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、着脱可能な作業部における可撓性部材の寿命を簡便且つ適切に検出することのできる医療用マニピュレータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る医療用マニピュレータは、モータを備えたアクチュエータ部と、前記アクチュエータ部に着脱自在で前記モータの回転軸に接続される回転体を備える接続部と、前記接続部から延在する連結シャフトの先端に設けられ、可撓性部材を介して前記回転体に連動する先端動作部と、前記モータの駆動力を検出する駆動力検出部と、前記駆動力検出部から得られる前記駆動力と駆動力閾値とを比較し、前記駆動力が前記駆動力閾値を超える箇所について超過量の積算値を求め、該積算値が積算閾値を超えたときに所定の対応処理を行う制御部とを有することを特徴とする。
【００１２】
このように、モータの駆動力が駆動力閾値を超える箇所について超過量の積算値を求めることにより、該積算値が積算閾値を超えたときに可撓性部材が寿命となり、又はそれに準ずる状態になったと簡便且つ適切に判断することができ、所定の対応処理を行うことができる。
【００１３】
前記作業部は、前記積算値を保持する不揮発性記憶部を備え、前記制御部は、前記アクチュエータ部に前記作業部が装着されたときに前記不揮発性記憶部から前記積算値を読み出し、読み出した該積算値を基準にして積算をさらに行い、積算した結果を所定のタイミングで前記不揮発性記憶部に記録してもよい。このように不揮発性記憶部に積算値を記録しておくことにより、作業部を一度アクチュエータ部から取り外しても、次回に装着したときに積算値が不揮発性記憶部に保持されていることから、継続的な積算が可能となる。また、制御部側で個別の作業部毎に積算値を管理・保持しておく必要がなく、簡便である。
【００１４】
前記所定のタイミングは、前記先端動作部を基準姿勢に自動的に戻して停止させる処理に対応させてもよい。医療用マニピュレータでは、作業部を取り外す前に先端動作部を基準姿勢に戻しておく。したがって、このタイミングで積算値を記録し書き換えておくことにより、無駄に何度も書き換える必要がなく、しかも作業部の取り外し前に確実に書換が行われる。
【００１５】
前記作業部は、固体識別用の個体信号を保持するＩＤ保持部を備え、前記アクチュエータ部は、該ＩＤ保持部の前記個体信号を認識し前記制御部へ供給するＩＤ認識部を備え、前記制御部は、前記積算値を前記個体信号毎に区別して保持する不揮発性記憶部を備え、前記アクチュエータ部に前記作業部が装着されたときに前記ＩＤ認識部から前記個体信号を読み出し、読み出した該個体信号に対応する積算値を不揮発性記憶部から読み出して積算を行い、積算した結果を所定のタイミングで前記不揮発性記憶部に記録してもよい。このように、制御部側で作業部の固体信号毎に積算値を保持しておくと、確実な積算が可能となり、しかも作業部側には積算値書き込みのための記憶部が不要となり、作業部の構成が簡便となる。
【００１６】
前記の対応処理は、警報を発生させる処理としてもよい。このような警報により、操作者は可撓性部材が寿命となり、又はそれに準ずる状態となったことを認識でき、操作者の判断に基づいて柔軟な対応処理ができる。
【００１７】
前記積算閾値として、第１積算閾値と、該第１積算閾値より大きい第２積算閾値が設けられ、前記制御部は、前記積算値が前記第１積算閾値を超えたときに第１警報を発生させ、前記積算値が前記第２閾値を超えたときに第２警報を発生させてもよい。このように第２警報が発生する前に第１警報を発生させることにより、操作者は予め適切な対応をとることができる。
【００１８】
前記の対応処理は、前記先端動作部を基準姿勢に自動的に戻して停止させる処理としてもよい。このように、先端動作部を基準姿勢に自動的に戻すことにより、先端動作部をトラカールから抜き出しやすい。
【００１９】
前記積算閾値として、第１積算閾値と、該第１積算閾値より大きい第２積算閾値が設けられ、前記制御部は、前記積算値が前記第１積算閾値を超えたときに警報を発生させ、前記積算値が前記第２閾値を超えたときに前記先端動作部を基準姿勢に戻して停止させてもよい。このように、積算値が第２積算閾値を超えて先端動作部を停止させる前に、積算値が第１積算閾値を超えたときに警報を発生させておくと、予め適切な対応をとることができる。
【００２０】
前記駆動力閾値として、プラス及びマイナスの値が設けられ、前記制御部は、前記積算値がプラス及びマイナスの前記基準値を超える部分について、その絶対値の積算値を求めてもよい。このように、プラス及びマイナスの値に対応して積算を行うことにより、モータの双方向の回転に対応することができる。
【００２１】
前記可撓性部材は、ワイヤであってもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る医療用マニピュレータでは、モータの駆動力が駆動力閾値を超える箇所について超過量の積算値を求めることにより、該積算値が積算閾値を超えたときに可撓性部材が寿命となり、又はそれに準ずる状態になったと簡便且つ適切に判断することができ、所定の対応処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る医療用マニピュレータについて実施の形態を挙げ、添付の図１〜図１３を参照しながら説明する。
【００２４】
図１、図２及び図３に示すように、本実施の形態に係る医療用マニピュレータ１０は、先端動作部１２に生体の一部又は湾曲針等を把持して所定の処置を行うためのものであり、通常、把持鉗子やニードルドライバ（持針器）等とも呼ばれる。
【００２５】
医療用マニピュレータ１０は、人手によって把持及び操作される操作部１４と、該操作部１４に対して着脱自在な作業部１６とを備え、操作部１４に対してコネクタ２４を介して着脱自在なコントローラ（制御部）２７を有するマニピュレータシステムとして構成されている。
【００２６】
医療用マニピュレータ１０は、基本構成として操作部１４と作業部１６とを有しており、コントローラ２７は当該医療用マニピュレータ１０の電気的な制御をするものであり、グリップハンドル２６の下端部から延在するケーブル６２に対してコネクタ２４を介して接続されている。制御部であるコントローラ２７の機能の一部又は全部を、例えば操作部１４に一体的に搭載することもできる。
【００２７】
以下の説明では、図１における幅方向をＸ方向、高さ方向をＹ方向、及び、連結シャフト４８の延在方向をＺ方向と規定する。また、右方をＸ１方向、左方をＸ２方向、上方向をＹ１方向、下方向をＹ２方向、前方をＺ１方向、後方をＺ２方向と規定する。さらに、特に断りのない限り、これらの方向の記載は医療用マニピュレータ１０が基準姿勢（中立姿勢）である場合を基準として表すものとする。これらの方向は説明の便宜上のものであり、医療用マニピュレータ１０は任意の向きで（例えば、上下を反転させて）使用可能であることはもちろんである。
【００２８】
作業部１６は、作業を行う先端動作部１２と、操作部１４のアクチュエータブロック（アクチュエータ部）３０に対して接続される接続部１５と、これらの先端動作部１２と接続部１５とを連接する長尺で中空の連結シャフト４８とを有する。作業部１６は、アクチュエータブロック３０における所定の操作によって操作部１４から離脱可能であって、洗浄、滅菌及びメンテナンス等を行うことができる。
【００２９】
先端動作部１２及び連結シャフト４８は細径に構成されており、患者の腹部等に設けられた円筒形状のトラカール２０から体腔２２内に挿入可能であり、操作部１４の操作により体腔２２内において患部切除、把持、縫合及び結紮等の様々な手技を行うことができる。
【００３０】
操作部１４は、人手によって把持されるグリップハンドル２６と、該グリップハンドル２６の上部から延在するブリッジ２８と、該ブリッジ２８の先端に接続されたアクチュエータブロック３０とを有する。
【００３１】
接続部１５は、左右側面の係合片２００と、上下面に開口する３つの嵌合孔２０２ａ、２０２ｂ及び２０２ｃとを有する。３つの嵌合孔２０２ａ〜２０２ｃは、Ｚ１方向及びＺ２方向の端部近傍に設けられており、Ｙ方向に延在する孔である。
【００３２】
アクチュエータブロック３０には、先端動作部１２が有する３自由度の機構に対応してモータ４０ａ、４０ｂ及びモータ４０ｃがＺ方向に沿って並列して設けられている。これらのモータ４０ａ〜４０ｃは、操作部１４の操作に基づき、コントローラ２７の作用下に回転をする。モータ４０ａ〜４０ｃは小型・細径であって、アクチュエータブロック３０はコンパクトな扁平形状に構成されている。モータ４０ａ、４０ｂ、４０ｃには、減速機４２ａ、４２ｂ、４２ｃが内蔵されている。減速機４２ａ〜４２ｃは、例えば遊星式であり、減速比は１：１００〜１：３００程度である。
【００３３】
アクチュエータブロック３０は、操作部１４のＺ１方向端部の下方に設けられている。ここで、アクチュエータブロック３０は作業部１６が装着される箇所を意味するものであり、モータ４０ａ、４０ｂ及び４０ｃを格納する場所に限定されず、ブリッジ２８との接続面３０ａ（図３参照）を含む。
【００３４】
モータ４０ａ、４０ｂ及び４０ｃには、回転角度を検出することのできるロータリ式のエンコーダ４４ａ、４４ｂ及び４４ｃが設けられており、検出した角度信号はコントローラ２７に供給される。
【００３５】
図２及び図３に示すように、グリップハンドル２６は、ブリッジ２８の端部からＹ２方向に向かって延在しており、人手によって把持されるのに適した長さであり、該グリップハンドル２６の近傍には先端動作部１２の動作等に供される入力手段が設けられている。すなわち、このような入力手段として、グリップハンドル２６に近接したＺ１方向にトリガーレバー３２及びスイッチ３６が設けられ、Ｙ１方向に複合入力部３４及び作動スイッチ３５が設けられている。
【００３６】
作動スイッチ３５のＺ１方向でブリッジ２８の上面における視認しやすい箇所にはＬＥＤ２９が設けられている。ＬＥＤ２９は、医療用マニピュレータ１０の制御状態を示すインジケータであり、操作者が容易に認識可能な大きさであり、かつ操作に支障がない程度に十分に小型軽量である。
【００３７】
グリップハンドル２６の下端には、コントローラ２７に接続されるケーブル６２が設けられている。グリップハンドル２６とケーブル６２とはコネクタにより接続されていてもよい。
【００３８】
作動スイッチ３５は、医療用マニピュレータ１０の動作状態の有効又は無効を設定するための入力手段である。ＬＥＤ２９は、医療用マニピュレータ１０の制御状態を示すインジケータであり、操作者が容易に認識可能な大きさであり、且つ操作に支障がない程度に十分に小型軽量である。ＬＥＤ２９は、ブリッジ２８の上面における略中央部で、視認性のよい位置に設けられており、作動スイッチ３５と並んで配置されていることから、例えば、作動スイッチ３５によるＯＮ操作に同期して点灯等をするため、操作者は作動スイッチ３５の操作をしながらその入力状態をＬＥＤ２９により確実に認識することができる。
【００３９】
この場合、コントローラ２７は、作動スイッチ３５の状態を読み込み、オン状態であるときに動作モードとし、オン状態からオフ状態に切り換わったときに自動原点復帰動作としてモータ４０ａ〜４０ｃを所定の原点に戻し、原点に戻った後に停止モードとする。動作モードは、操作部１４の操作指令を有効にしてモータ４０ａ〜４０ｃを駆動するモードである。停止モードは、操作部１４の操作指令の有無に関わらずモータ４０ａ〜４０ｃを停止させるモードである。これらのモード及び動作はコントローラ２７によって区別されて制御され、ＬＥＤ２９の点灯状態が切り換えられる。
【００４０】
すなわち、ＬＥＤ２９は、動作モードのときに緑色に点灯、停止モードのときに赤に点灯し、動作モードから停止モードに移る自動原点復帰モードのときには赤の点滅をする。
【００４１】
複合入力部３４は、先端動作部１２に対してロール方向（軸回転方向）及びヨー方向（左右方向）の回転指令を与える複合的な入力手段であり、例えば軸回転に動作する第１入力手段によってロール方向指示を行い、横方向に動作する第２入力手段によってヨー方向指示を行うことができる。トリガーレバー３２は、先端動作部１２のグリッパ６０（図１及び図５参照）に開閉指令を与える入力手段である。
【００４２】
複合入力部３４、トリガーレバー３２には、それぞれ動作量を検出する入力センサ３９ａ、３９ｂ、３９ｃが設けられており、検出した動作信号をコントローラ２７に供給する。
【００４３】
トリガーレバー３２は、ブリッジ２８のやや下方でＺ１方向にやや突出したレバーであり、人差し指による操作が容易な位置に設けられている。
【００４４】
トリガーレバー３２は、グリップハンドル２６に対してアーム９８により接続されており、該グリップハンドル２６に対して進退するように構成されている。アーム９８はグリップハンドル２６内で入力センサ３９ｃに接続されており、トリガーレバー３２の進退量が該入力センサ３９ｃによって計測されてコントローラ２７に供給される。トリガーレバー３２は、指を当て、グリップハンドル２６の方向（つまり、Ｚ２方向）に向かって引き込む操作と、グリップハンドル２６からＺ１方向に押し出す操作とが可能に構成され、これにより、グリッパ６０へと開閉指令を与えることができる。
【００４５】
なお、トリガーレバー３２のＹ２方向に設けられたスイッチ３６は、オルタネート式であって、該スイッチ３６を操作することによりトリガーレバー３２により所定の開閉状態とされたグリッパ６０の状態、例えば、閉じ状態を保持しておくことができる。
【００４６】
接続部１５が載置されるアクチュエータブロック３０の上面３０ｂにおいて、Ｚ２方向の端部近傍には、接続部１５の有無を検出する作業部検出手段１０７が設けられている。作業部検出手段１０７は、対向する位置に設けられた投光器であるＬＥＤ１０７ａと受光器であるフォトダイオード１０７ｂとからなるフォトインタラプタの構成とされており、該ＬＥＤ１０７ａと該フォトダイオード１０７ｂとの間に接続部１５の後端の遮光片１０９（図２参照）が挿入されて遮光することにより該接続部１５が装着されたことを検出できる。ＬＥＤ１０７ａとフォトダイオード１０７ｂは、Ｘ方向に対向する向きで且つ近接した位置に設けられている。
【００４７】
アクチュエータブロック３０には、さらに作業部１６の接続部１５を保持する２つの独立した係合部２１０と、該接続部１５の位置決め機能及び保持機構を有する３本のアライメントピン２１２ａ、２１２ｂ及び２１２ｃとが設けられる。
【００４８】
２つの係合部２１０は、アクチュエータブロック３０の左右側面（Ｘ１及びＸ２側面）で対称位置に設けられており、操作面２０４と、該操作面２０４からＹ１方向に延在するレバー２０６とを有する。レバー２０６はアクチュエータブロック３０の上面よりもＹ１方向に向かってやや突出しており、先端内側がテーパ形状になっている。係合部２１０は、図示しない弾性部材によってレバー２０６が内側に向かう方向に弾性付勢されている。
【００４９】
アライメントピン２１２ａ〜２１２ｃは、嵌合孔２０２ａ〜２０２ｃに対向する位置で、アクチュエータブロック３０の上面におけるＺ１方向端の近傍に２本、Ｚ２方向端の近傍に１本設けられ、それぞれＹ１方向に延在している。Ｚ１方向端の近傍に２本のアライメントピン２１２ａ、２１２ｂがＸ方向に並んで設けられている。
【００５０】
このように、アライメントピン２１２ａ〜２１２ｃは３本設けられていることから、接続部１５は３点で支持され、簡便且つ確実に位置決めを行うことができる。また、３本のアライメントピン２１２ａ〜２１２ｃは直線状配列ではないため、いずれの方向のねじれに対しても、接続部１５を安定して保持することができる。アライメントピン２１２ａ〜２１２ｃは、このうち２本以上設けられていれば、接続部１５は確実に位置決めがなされて、安定して保持される。この場合、Ｚ方向に離間した２本を選択すると一層安定する。
【００５１】
接続部１５を操作部１４から取り外す場合には、アクチュエータブロック３０の両側面に設けられたレバー２０６を押してそれぞれ外方に開くように傾動させ、該レバー２０６の楔部２０６ａを、接続部１５の両側面に設けられた係合片２００から解放する。これにより接続部１５を操作部１４から上方（Ｙ１方向）に引き抜き、取り外しが可能となる。アクチュエータブロック３０の上面３０ｂの３本のアライメントピン２１２が、プーリ収納体３００に設けられた嵌合孔２０２に嵌合することにより該接続部１５を安定して保持可能である。
【００５２】
接続部１５を操作部１４に取り付ける場合には、３本のアライメントピン２１２がそれぞれ嵌合孔２０２に嵌合するように合わせて、接続部１５を下方（Ｙ２方向）に押し下げる。これにより、レバー２０６は一旦外方に拡がり、その後原位置に戻ることにより係合片２００に係合して、接続が完了する。
【００５３】
図１、図２及び図４に示すように、作業部１６の接続部１５は、樹脂のカバー３７に覆われており、モータ（ＤＣモータ）４０ａ、４０ｂ及び４０ｃの駆動軸に接続されて従動回転されるプーリ５０ａ、５０ｂ及び５０ｃをそれぞれ回転自在に保持している。プーリ５０ａ〜５０ｃは、プーリ収納体３００に収納されている。
【００５４】
プーリ５０ａ、５０ｂ及び５０ｃには、ワイヤ５４ａ、５４ｂ及び５４ｃ（図５、図６参照）が巻き掛けられており、連結シャフト４８の中空部分を通って先端動作部１２まで延在している。ワイヤ５４ａ〜５４ｃは、プーリ５０ａ〜５０ｃ（及び５７ａ〜５７ｃ）に対して滑りが生じないように一部が固定されている。ワイヤ５４ａ〜５４ｃは同種、同径のものを用いることができる。
【００５５】
接続部１５を構成するプーリ５０ａ、５０ｂ及び５０ｃのＹ２方向下端にはそれぞれ十字状の結合凸部５１ａ、５１ｂ及び５１ｃが設けられ、アクチュエータブロック３０を構成するモータ４０ａ、４０ｂ及び４０ｃの回転軸には十字状の結合凹部４１ａ、４１ｂ及び４１ｃが設けられている。結合凸部５１ａ〜５１ｃと結合凹部４１ａ〜４１ｃとは互いに係合可能であり、すなわち、アクチュエータブロック３０に接続部１５が装着された状態において、モータ４０ａ〜４０ｃの回転がプーリ５０ａ〜５０ｃに対して確実に伝達される。これらの係合部は十字形状に限られない。
【００５６】
図５に示すように、連結シャフト４８内を挿通したワイヤ５４ａ、５４ｂ及び５４ｃは、グリッパ６０を備えた先端動作部１２の対応するプーリ５７ａ、５７ｂ及び５７ｃにそれぞれ巻き掛けられている。
【００５７】
従って、プーリ５０ａとプーリ５７ａとの間にワイヤ５４ａが巻き掛けられた状態で当該プーリ５０ａがモータ４０ａによって回転駆動されると、その回転駆動力がワイヤ５４ａを介してプーリ５７ａへと伝達され、該プーリ５７ａを回転させる。そうすると、プーリ５７ａの回転が、例えば歯車へと順次伝達され、グリッパ６０を開閉させることができる。
【００５８】
図４に示すように、接続部１５における後端部近傍には、ステー１０２で位置決めされたＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification（ＩＤ保持部））１０４が設けられている。ＲＦＩＤとは微小なＩＣチップに製品の個別情報を格納し、無線を利用して情報の読み取りや更新などを行う無線認証システムのことであり、無線タグ、ＩＣタグ又はミューチップとも呼ばれる。ＲＦＩＤ１０４には作業部１６の個体情報、仕様、タイムスタンプ（製造日等）やシリアルナンバー、使用回数上限等の情報が含まれている。ＲＦＩＤ１０４の保持する個体情報は、作業部毎に識別が可能なように異なる値が付与されている。また、ＲＦＩＤ１０４は書き込みが可能であり、使用回数、使用時間、エラー履歴、滅菌処理日、位相修正値（又は原点修正値）等の固有情報が記録されている。ＲＦＩＤ１０４は、情報を保持するのに外部電源が不要な不揮発性記憶部である。
【００５９】
ＲＦＩＤ１０４には、さらに各ワイヤ５４ａ〜５４ｃに対応した過トルク積算値Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃ（以下、代表的に過トルク積算値Ｘとも記す。）が記録されている。過トルク積算値Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃは、作業部１６の製造時に０に初期化されており、アクチュエータブロック３０に装着されたときにコントローラ２７によって読み込まれ、後述する手順で積算処理が行われる。作業部１６をアクチュエータブロック３０から取り外す前に過トルク積算値ＸはＲＦＩＤ１０４に書込・更新がなされる。
【００６０】
アクチュエータブロック３０において、接続部１５が接続された状態におけるＲＦＩＤ１０４に対向する位置には送受信器（ＩＤ認識部、データ送信部）１０６が設けられており、電波を用いてＲＦＩＤ１０４に対して送信及び受信を行う。接続部１５がアクチュエータブロック３０に装着された状態では、ＲＦＩＤ１０４と送受信器１０６との相対的な位置及び向きは固定されていることから、それぞれの電波の指向性を狭くするとともに、指向性のメインローブを相手の方向に向けて、その方向の電波を強くすると省電力で送受信が確実に行われる。
【００６１】
図６に示すように、プーリ５０ａ〜５０ｃ、ワイヤ５４ａ〜５４ｃ及びプーリ５７ａ〜５７ｃを備えた動力伝達部材により、先端動作部１２をロール方向（Ｏｒ軸回転方向）、ヨー方向（Ｏｙ軸を基準とした左右方向）及びグリッパ開閉（Ｏｇ軸を基準とした開閉）からなる３自由度の機構として構成している。３自由度の機構は、動作上の機構干渉があるため、該機構干渉を補償するようにモータ４０ａ〜４０ｃを協働させる。
【００６２】
モータ４０ａ〜４０ｃは、コントローラ２７の作用下に、複合入力部３４、トリガーレバー３２の動作量を検出する入力センサ３９ａ、３９ｂ、３９ｃから得られる信号に基づいて駆動される。
【００６３】
図７に示すように、コントローラ２７は演算部１１０と、電源部１１２と、ドライバ１１６と、電流センサ（駆動力検出部）１１８とを有する。電源部１１２は、外部電源１１９から得られる電力を調整して各部に供給するとともに、バッテリ１１２ａに充電を行い、外部電源１１９から電力が供給されない場合においても自動的にバッテリ１１２ａからの電力供給へと切り替える機能を有しており、いわゆる無停電電源として作用する。バッテリ１１２ａは内部の変圧整流器に対して、直列または並列に接続される。
【００６４】
電流センサ１１８は、例えばホール素子を用いたセンサであり、ドライバ１１６からモータ４０ａ〜４０ｃに対して供給する電流を検出して演算部１１０に供給する。演算部１１０では、電流センサ１１８から得られる電流値に基づいて、モータ４０ａ〜４０ｃが発生しているトルク（駆動力）Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ（以下、代表的にトルクＴとも記す。）を算出する。
【００６５】
トルクＴの検出については、モータ４０ａ〜４０ｃに対する角度指令値と、エンコーダ４４ａ〜４４ｃから得られる角度信号との偏差に基づいて算定してもよい（駆動力検出部）。
【００６６】
演算部１１０は、エンコーダ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、入力センサ３９ａ、３９ｂ、３９ｃに接続されており、これらの各部から得られる信号に基づいて医療用マニピュレータ１０の動作を決定して、所定の指令信号をドライバ１１６に供給するとともに、状態量を表示させる。演算部１１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等から構成されており、プログラムを読み込み実行することにより所定のソフトウェア処理を実行する。演算部１１０は、さらに所定のパラメータを記憶するための不揮発性記憶部１２８（ハードディスク、記録ディスク、フラッシュメモリ等）を有している。
【００６７】
ドライバ１１６は、モータ４０ａ、４０ｂ、４０ｃに接続されており、演算部１１０から得られる指令に基づいて該モータ４０ａ、４０ｂ及び４０ｃを駆動する。図７においては、簡便にドライバ１１６及び電流センサ１１８を１つずつ示しているが、実際には各モータ４０ａ〜４０ｃに対してそれぞれ設けられている。
【００６８】
演算部１１０は、入出力部（ＩＤ認識部）１２０と、取外判断部１２１と、先端制御部１２２と、過トルク積算部１２４と、警告部１２６とを有する。
【００６９】
入出力部１２０は、送受信器１０６を介してＲＦＩＤ１０４が保持するＩＤ等の情報を読み込み、さらに過トルク積算値Ｘ等の情報をＲＦＩＤ１０４に書き込むことができる。
【００７０】
取外判断部１２１は作業部検出手段１０７から得られる信号に基づいて、作業部１６が操作部１４から取り外されているか否かを判断する。
【００７１】
先端制御部１２２は、入力センサ３９ａ〜３９ｃから得られる信号に基づいて、先端動作部１２の各動作軸の角度及びモータ４０ａ〜４０ｃの角度を決定し、エンコーダ４４ａ〜４４ｃから所定のカウンタを介して得られる角度信号を参照しながらモータ４０ａ〜４０ｃを駆動する。
【００７２】
警告部１２６は、過トルク積算部１２４等の作用下に、音声、音響及びランプ等の警報を発生させる。
【００７３】
過トルク積算部１２４は、電流センサ１１８から得られるモータ４０ａ〜４０ｃが発生するトルクＴと駆動力閾値Ａ１、Ａ２とを比較し、該トルクＴが駆動力閾値Ａ１、Ａ２を超える箇所について超過量を積算して過トルク積算値Ｘを求める。
【００７４】
図８に示すように、積算処理では、トルクＴが駆動力閾値Ａ１、Ａ２を超えるハッチング部分について過トルク積算値Ｘの積算を行う。駆動力閾値Ａ１及びＡ２は、絶対値が等しいプラス及びマイナスの値として設けられ、過トルク積算値Ｘが駆動力閾値Ａ１、Ａ２を超える超過量について、その絶対値（つまり、ハッチング部分の面積）の積算値を求める。これにより、モータ４０ａ〜４０ｃの双方向の回転に対応することができ、医療用マニピュレータ１０に好適である。
【００７５】
無負荷状態では、先端動作部１２は小さいトルクＴで動作可能であり、駆動力閾値Ａ１及びＡ２を超えることはない。しかしながら、例えば、グリッパ６０によって湾曲針を安定して確実に把持するためには、ある程度強い力が必要であり、例えばワイヤ５４ａ〜５４ｂの弾性限界かそれをやや超える程度にトルクＴを大きくする必要がある。これに基づき、駆動力閾値Ａ１、Ａ２は、例えば、ワイヤ５４ａ〜５４ｂの弾性限界か、それよりやや小さい伸びに対応して設定するとよく、計算、実験又はシミュレーション等に基づいて設定可能である。
【００７６】
具体的には、図９に示すように、トルクＴはデジタル化した離散値として認識され、トルクＴが駆動力閾値Ａ１を超えたときに、Ｘ←Ｘ＋｜Ｔ−Ａ１｜×Δｔとして積算が行われる。マイナス方向でトルクＴが駆動力閾値Ａ２を超えたときには、同様にＸ←Ｘ＋｜Ｔ−Ａ２｜×Δｔとする。ここで、Δｔは積算が行われる制御周期である。過トルク積算値Ｘの比較対象である第１積算閾値Ｂ１及び第２積算閾値Ｂ２がΔｔを考慮した値になっていれば、過トルク積算値Ｘの積算処理におけるΔｔの乗算は不要である。トルクＴが駆動力閾値Ａ１と駆動力閾値Ａ２との間であるときには、過トルク積算値Ｘの値はそのまま維持される。
【００７７】
過トルク積算部１２４は、さらに、図１０に示すように、過トルク積算値Ｘ（Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃの少なくとも１つ）が第１積算閾値Ｂ１及び第２積算閾値Ｂ２を超えたときｔ１、ｔ２に所定の対応処理を行う。
【００７８】
第２積算閾値Ｂ２は第１積算閾値Ｂ１よりも大きく、過トルク積算値Ｘはｔ１において第１積算閾値Ｂ１を超えて第１の対応処理を行い、その後第２積算閾値Ｂ２を超えたときｔ２に第２の対応処理を行う。図１０に示す例では、区間Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５及びＮ６は、所定の作業部１６について順に初回〜６回目の使用を示し、区間Ｎ６において過トルク積算値Ｘが第１積算閾値Ｂ１を超え、次いで第２積算閾値Ｂ２を超えている。
【００７９】
また、図１０においては、過トルク積算値Ｘは連続的なグラフとして示しているが、隣接する使用回には相当の間隔が設けられていてもよく、その間には別の作業部１６が使用されてもよい。
【００８０】
第１の対応処理は、第２の対応処理の前に行われる準備的な、注意報又は予備的警報ともいうべきものであり、音声、音響又はランプ（例えば黄色ランプ）点灯等により操作者に注意を促す。これにより、操作者は第２の対応処理の前に予め適切な対応をとることができる（第１警報）。つまり、操作者は第１の対応処理により、第２の対応処理が発生する前に必要となる物理的準備及び精神的準備をすることができ、例えば、手技を早めたり、手技の順番を変えたり、先端動作部１２に無駄に大きい負荷がかかることを避けたり、又は、新たな作業部１６を使用可能なように準備を進めるなどの対応をとることができて、効率的である。
【００８１】
第２の対応処理としては、作業部１６の操作中止を促すための本警報ともいうべきものであり、音声、音響（例えば、第１の対応処理より大きく又は高周波の音）又はランプ（例えば赤ランプ）点灯等により操作者に警報を発生する（第２警報）。この場合、先端動作部１２を自動的に停止させることはなく、その後の対応は操作者の判断に委ねられる。すなわち、過トルク積算値Ｘが第２積算閾値Ｂ２を超えたこと等は一応の寿命に達したと判断されるが、第２積算閾値Ｂ２は所定の安全率が考慮されており、直ちにワイヤが劣化することはないため、操作者は自らの判断により区切りのよいところまで手技を継続することができ、臨機応変な対応が可能となる。
【００８２】
また、第２の対応処理としては、先端動作部１２を基準姿勢に自動的に戻して停止させる処理（つまり、前記の自動原点復帰モードの処理）としてもよい。過トルク積算値Ｘが第２積算閾値Ｂ２を超えたときには、基本的には作業部１６の操作を停止させ、その後、連結シャフト４８及び先端動作部１２をトラカール２０から抜くことから、第２の対応処理として先端動作部１２を基準姿勢に戻しておくと、該先端動作部１２をトラカールから抜き出しやすい。
【００８３】
ところで、操作部１４は多くの電気部品が設けられていて、作業部１６に比較するとコスト高ではあるが、長く使用可能である。一方、作業部１６については弱電通電部品がなく廉価であり、しかも体腔２２内で先端動作部１２が動作をして負荷を受けることから機械的寿命や、蒸気及び熱による洗浄時のダメージ等を考慮して適度な時期に新しい物に交換する。つまり、作業部１６は定期的に新しい物に交換することが前提となっており、適度な寿命があればよい。
【００８４】
ワイヤ５４ａ〜５４ｃは、往復動作に応じてプーリ５０ａ〜５０ｃ及び５７ａ〜５７ｃに巻きかけられる円弧状態と、離間した直線状態とを繰り返すことになり、繰り返しの曲げ応力を受けることから、作業部１６の構成要素の中でも寿命が短く、作業部１６の交換を前提として過度に高寿命な仕様とはなっていない。
【００８５】
前記の第１積算閾値Ｂ１及び第２積算閾値Ｂ２は、このようなワイヤ５４ａ〜５４ｃの特性を考慮し、計算、実験及びシミュレーション等によって設定しておくとよい。
【００８６】
次に、このように構成される医療用マニピュレータ１０の作用について説明する。
【００８７】
先ず、操作者は手技に応じて選択した作業部１６を操作部１４に装着する。
【００８８】
これにより、図１１のステップＳ１において、コントローラ２７では作業部検出手段１０７の信号に基づいて、作業部１６が操作部１４に装着されたことを検出する。また、作業部１６におけるＲＦＩＤ１０４は、操作部１４における送受信器１０６に対向することになり、コントローラ２７ではＲＦＩＤ１０４に記憶されている過トルク積算値Ｘを含む各種の情報を読み出す。この時点で、作業部１６の先端動作部１２は所定の基準姿勢となっており、コントローラ２７では停止モードとしてＬＥＤ２９を赤に発光させる。この後、操作者は先端動作部１２及び連結シャフト４８をトラカール２０から体腔２２内に挿入する。
【００８９】
ステップＳ２においては、作動スイッチ３５及びスイッチ３６の操作の有無と、その時点におけるモードとに基づき、モードを維持し、又はモード移行をするためのモード判断を行う。動作モードではステップＳ３へ移り、自動原点復帰モードでは、ステップＳ５へ移り、停止モードではステップＳ６へ移る。
【００９０】
ステップＳ３、つまり動作モードでは、ＬＥＤ２９を緑に点灯させる。
【００９１】
ついで、ステップＳ４において動作モード処理を行う。動作モード処理は図１２に基づいて後述する。
【００９２】
ステップＳ５、つまり自動原点復帰モードでは、ＬＥＤ２９を赤で点滅させる。
【００９３】
ステップＳ６において、その時点の過トルク積算値Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃを作業部検出手段１０７を介してＲＦＩＤ１０４に書込・更新する。
【００９４】
ステップＳ７において、先端動作部１２を所定速度で基準姿勢に自動的に戻して停止させる自動原点復帰モード処理を行う。自動原点復帰モード処理は、所定の操作により中断して停止モード又は動作モードに強制的に移行させることができる。自動原点復帰モードにより先端動作部１２が基準姿勢に達したら停止モードのステップＳ８へ移行する。
【００９５】
ステップＳ８、つまり停止モードではＬＥＤ２９を赤に点灯させる。
【００９６】
ステップＳ４及びＳ８の後、ステップＳ２へ戻ってモード判断処理をする。
【００９７】
医療用マニピュレータ１０では、基本的に停止モード時にＬＥＤ２９が赤に点灯していることを確認して、作業部１６をアクチュエータブロック３０から取り外す。つまり、作業部１６を取り外す前に、自動原点復帰モードにおいて先端動作部１２を基準姿勢に戻しておく。また、過トルク積算値Ｘは、積算されたその時点の結果を、先端動作部１２を基準姿勢に自動的に戻す自動原点復帰モードのタイミングに対応してＲＦＩＤ１０４に記録する。
【００９８】
従って、自動原点復帰モードで過トルク積算値Ｘを記録し書き換えておくことにより、無駄に何度も書き換える必要がなく、しかも作業部１６の取り外し前に確実に書換が行われる。また、作業部１６を一度アクチュエータブロック３０から取り外しても、次回に装着したときに過トルク積算値ＸがＲＦＩＤ１０４に保持されていることから、継続的な積算が可能となる。また、コントローラ２７側で個別の作業部１６毎に積算値を管理・保持しておく必要がなく、簡便である。
【００９９】
次に、前記のステップＳ４における動作モードについて説明する。
【０１００】
図１２のステップＳ１０１において、先端制御部１２２が入力センサ３９ａ〜３９ｃから得られる信号に基づいてモータ４０ａ〜４０ｃを駆動するために駆動指令を出力する。
【０１０１】
ステップＳ１０２において、過トルク積算部１２４は、トルクＴと駆動力閾値Ａ１とを比較し、Ｔ＞Ａ１であれば、過トルク積算値Ｘの積算処理として、Ｘ←Ｘ＋｜Ｔ−Ａ１｜×Δｔの処理（ステップＳ１０３）を行う。
【０１０２】
ステップＳ１０４において、過トルク積算部１２４は、トルクＴと駆動力閾値Ａ２とを比較し、Ｔ＜Ａ２であれば、過トルク積算値Ｘの積算処理として、Ｘ←Ｘ＋｜Ｔ−Ａ２｜×Δｔの処理（ステップＳ１０５）を行う。Ｔ＜Ａ２であることは、数学的表現ではトルクＴが駆動力閾値Ａ２を下回っているのであるが、０を基準としたマイナス領域では、トルクＴが駆動力閾値Ａ２を超えていると言える。
【０１０３】
ステップＳ１０６において、過トルク積算部１２４は、過トルク積算値Ｘと第１積算閾値Ｂ１とを比較し、Ｘ＞Ｂ１であればステップＳ１０７へ移り、Ｘ≦Ｂ１であればステップＳ１１０へ移る。
【０１０４】
ステップＳ１０７において、過トルク積算部１２４は、過トルク積算値Ｘと第２積算閾値Ｂ２とを比較し、Ｘ＞Ｂ２であればステップＳ１０９へ移り、Ｘ≦Ｂ２であればステップＳ１０８へ移る。
【０１０５】
ステップＳ１０８において、前記の第１の対応処理を行う。つまり、注意報又は予備的警報として音声、音響又はランプ点灯等によって操作者に注意を促す。音声、音響による警報は操作者が認識可能な程度の時間だけならした後に停止させてもよい。
【０１０６】
ステップＳ１０９において、前記の第２の対応処理を行う。つまり、本警報として、音声、音響又はランプ点灯等によって操作者に注意を促すとともに、先端動作部１２を基準姿勢に自動的に戻して停止させる。先端動作部１２を基準姿勢に自動的に戻すのは、ステップＳ７の自動原点復帰モード処理と同じである。ステップＳ１０９では、音声等による警報か、先端動作部１２を基準姿勢に戻す処理のいずれか一方だけを行ってもよい。いずれの対応処理を行うかは設計条件に基づくものであり、図１２ではステップＳ１０９の後の移行先を省略している。
【０１０７】
従来、ワイヤ５４ａ〜５４ｃの寿命は、操作者や手技によって相当に異なる場合があって、検出が困難であり、目視等による外観判断に頼るしかなかった。
【０１０８】
これに対して、上述したように、本実施の形態に係る医療用マニピュレータ１０では、モータ４０ａ〜４０ｃのトルクＴが駆動力閾値Ａ１及びＡ２を超える部分についての過トルク積算値Ｘを求め、該過トルク積算値Ｘが第２積算閾値Ｂ２を超えたときにワイヤ５４ａ〜５４ｃが寿命となり、第１積算閾値Ｂ１を超えたときにはそれに準ずる状態になったと簡便且つ適切に判断することができ、第１の対応処理及び第２の対応処理を行うことができる。
【０１０９】
これにより、ワイヤ５４ａ〜５４ｃを過度に高寿命仕様にする必要がなく、作業部１６の低廉化が図られる。
【０１１０】
コントローラ２７では、過トルク積算値Ｘが第１積算閾値Ｂ１及び第２積算閾値Ｂ２を下回っている場合であっても、対応する作業部１６の使用回数、使用時間、耐久年数等の他の要因により寿命であると判断されたときには、所定の警報を発生するように構成してもよい。
【０１１１】
上記の実施形態では、コントローラ２７で積算された過トルク積算値Ｘは、対応する作業部１６におけるＲＦＩＤ１０４に記録させたが、記録の場所はコントローラ２７内の不揮発性記憶部１２８であってもよい。この場合には、作業部１６の固体信号を保持するＩＤ保持部は、ＲＦＩＤ１０４のような書込可能な媒体ではなく、例えばＱＲコードのような二値コードとして、カメラ等のバーコードリーダ（ＩＤ認識部）で個体信号をコントローラ２７へ供給してもよい。もちろん、固体信号の認識はバーコードリーダ及びコントローラ２７のいずれであってもよい。
【０１１２】
コントローラ２７は、供給された個体信号に基づいて、固体信号に対応した過トルク積算値Ｘ（Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃ）を不揮発性記憶部１２８から読みだし、作業部１６毎に異なる過トルク積算値Ｘを求め、第１積算閾値Ｂ１及び第２積算閾値Ｂ２を超えたときに警報を発生させる。このように、コントローラ２７側で作業部１６の固体信号毎に過トルク積算値Ｘを保持しておくと、確実な積算が可能となり、しかも作業部１６側には過トルク積算値Ｘを書き込みのための記憶部が不要となり、作業部１６の構成が簡便となる。
【０１１３】
また、この場合には、過トルク積算値Ｘを記録するタイミングとしては、前記と同様に自動原点復帰モードに対応させてもよいが、作業部１６がアクチュエータブロック３０から取り外されたことを作業部検出手段１０７によって検出した後に不揮発性記憶部１２８に記録してもよい。
【０１１４】
作業部１６に係る情報の記憶場所は、コントローラ２７内の不揮発性記憶部１２８である必要はなく、複数のコントローラ２７からアクセス可能な共通端末（ホストコンピュータ、サーバ等を含む）内に記憶させておいてもよい。
【０１１５】
上記実施形態は、例えば図１３に示すような医療用ロボットシステム８００に適用してもよい。
【０１１６】
医療用ロボットシステム８００は、多関節型のロボットアーム８０２と、コンソール８０４とを有し、作業部８０６はロボットアーム８０２の先端に接続されている。ロボットアーム８０２の先端には前記の医療用マニピュレータ１０と同様な機構を有するマニピュレータ８０８が設けられている。ロボットアーム８０２は、作業部８０６を移動させる手段であればよく、据置型に限らず、例えば自律移動型でもよい。コンソール８０４は、テーブル型、制御盤型等の構成を採りうる。
【０１１７】
ロボットアーム８０２は、独立的な６以上の関節（回転軸やスライド軸等）を有すると、作業部８０６の位置及び向きを任意に設定できて好適である。先端のマニピュレータ８０８は、ロボットアーム８０２の先端部８１０と一体化している。マニピュレータ８０８は、前記のアクチュエータブロック３０（図１参照）の代わりに、基端側が前記先端部８１０に連結されると共に、内部にモータを収納したアクチュエータブロック８１２を有する。
【０１１８】
ロボットアーム８０２は、コンソール８０４の作用下に動作し、プログラムによる自動動作や、コンソール８０４に設けられたジョイスティック８１４に倣った操作、及びこれらの複合的な動作をする構成にしてもよい。コンソール８０４は、前記のコントローラ２７（図１参照）の機能を含んでいる。作業部８０６には、前記の先端動作部１２が設けられている。
【０１１９】
コンソール８０４には、操作指令部としての２つのジョイスティック８１４と、モニタ８１６が設けられている。図示を省略するが、２つのジョイスティック８１４により、２台のロボットアーム８０２を個別に操作が可能である。２つのジョイスティック８１４は、両手で操作しやすい位置に設けられている。モニタ８１６には、内視鏡による画像等の情報が表示される。
【０１２０】
ジョイスティック８１４は、上下動作、左右動作、捻り動作、及び傾動動作が可能であり、これらの動作に応じてロボットアーム８０２を動かすことができる。ジョイスティック８１４はマスターアームであってもよい。ロボットアーム８０２とコンソール８０４との間の通信手段は、有線、無線、ネットワーク又はこれらの組合わせでよい。
【０１２１】
本発明に係る医療用マニピュレータは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本実施の形態に係る医療用マニピュレータの斜視図である。
【図２】作業部と操作部とを分離したマニピュレータの側面図である。
【図３】操作部の斜視図である。
【図４】接続部の一部断面斜視図である。
【図５】先端動作部の斜視図である。
【図６】プーリ及びワイヤと先端動作部の基本構成を示す模式図である。
【図７】医療用マニピュレータ及びコントローラのブロック構成図である。
【図８】トルクと駆動力閾値との関係を示すグラフである。
【図９】微小時間におけるトルクと駆動力閾値との関係を示すグラフである。
【図１０】過トルク積算値と第１積算閾値及び第２積算閾値との関係を示すグラフである。
【図１１】医療用マニピュレータの基本的なモード遷移を示すメインフローチャートである。
【図１２】動作モードの手順を示すフローチャートである。
【図１３】マニピュレータをロボットアームの先端に接続した医療用ロボットシステムの斜視図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１０…医療用マニピュレータ                  １２…先端動作部
１４…操作部                                １５…接続部
１６、８０６…作業部                        ２７…コントローラ（制御部）
３０、８１２…アクチュエータブロック（アクチュエータ部）
３２…トリガーレバー                        ３４…複合入力部
４０ａ〜４０ｃ…モータ                      ４８…連結シャフト
５０ａ〜５０ｃ、５７ａ〜５７ｃ…プーリ      ５４ａ〜５４ｃ…ワイヤ（可撓性部材）
１０４…ＲＦＩＤ                            １０６…送受信器
１０７…作業部検出手段                      １１０…演算部
１２１…取外判断部                          １２２…先端制御部
１２４…過トルク積算部                      １２６…警告部
８００…医療用ロボットシステム              ８０２…ロボットアーム
Ａ１、Ａ２…駆動力閾値                      Ｂ１…第１積算閾値
Ｂ２…第２積算閾値                          Ｔ…トルク
Ｘ…過トルク積算値
【図１】
2010022416.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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